次小生成樹模板-prim演算法
prim演算法的次小生成樹構造:
與原版求最小生成樹的prim演算法相比, 在求解次小生成樹時加入了maxx這個陣列,也是最為核心的一個,以及一個connect陣列下面重點說一下這兩個新的內容。
connect陣列,標誌這connect[i][j] 從i到j有邊,(這個在輸入的時候就可以處理),其次,我們在求解最小生成樹時候index點,也是這步需要新增到已經遍歷到樹中的點。我們可以用一個father陣列記錄這個點是又哪個點連線而來(或者最近一步是誰給這個點進行了鬆弛)因此在每次加入一個點的時候我們都可以將connect [ father[index] ] [ index]這個關係 以及connect [ father[index] ] [ index] 這個關係 去掉 變為false 。 因為這個關係在我們最小生成樹的構造中已經用過,我們求次小生成樹就一定不能找與之相同的點。
接下來說maxx陣列,也是我看了好久才看明白的東西
maxx陣列,maxx[i][j]與其同網上解析說他是表示了在最小生成樹構造時,i到j最大邊權, 我更喜歡理解為從 i點出發,到j點 在最小生成樹中,我們需要花費的權值。
理清意思後,說一下maxx的構造。在每一次找到一個點插入最小生成樹時,我們都可以對原來的點進行更新(注意不是dis 距離的鬆弛,而是更新從i 到j 的距離)。這個距離是一步步構造的,並非一蹴而就,因此我們在不斷的更新中要取得最大值。
給出一組測試資料,可以自己跟著程式除錯一下,
起點 終點 權值
1
4 4 1 2 2 2 3 2 3 4 2 4 1 2在最小生成樹執行完構造結果如下
connect陣列:在3->4 仍然有邊的連通關係存在,且未被最小生成樹使用
在maxx陣列中構造如下
程式碼裡有與原版求最小生成樹prim演算法裡的差別和解釋
只要標有///的標誌均為差異
#include <iostream> #include <stdio.h> #include <algorithm> #include <cstring> using namespace std; #define maxn 111 const int inf =0x3f3f3f3f; int maxx[maxn][maxn]; int mp[maxn][maxn]; int vis[maxn]; int dis[maxn]; bool connect[maxn][maxn]; int father[maxn]; int n,m; int prim() { memset(vis,false,sizeof(vis)); for(int i=1;i<=n;i++) { dis[i]=mp[1][i]; father[i]=1;/// } vis[1]=1; dis[1]=0; int res=0; for(int i=1;i<=n;i++) { int index=-1,minn=inf; for(int j=1;j<=n;j++) { if(vis[j]==0&&dis[j]<minn) { index=j; minn=dis[j]; } } if(index==-1) { return res; } int pre=father[index];/// 取到這次加入點的上一次鬆弛或者連線的點 vis[index]=1; res+=minn; connect[pre][index]=false;///最小生成樹用的邊,把他們的聯絡去掉 connect[index][pre]=false;/// maxx[pre][index]=minn;///pre ,index兩點間需要的權值(直接相連,直接賦值) for(int j=1;j<=n;j++)/// maxx[j][index]=max( maxx[pre][index],maxx[j][pre] );///(間接相連,屢次更新) for(int j=1;j<=n;j++) { if(vis[j]==0&&dis[j]>mp[index][j]) { dis[j]=mp[index][j]; father[j]=index;/// } } } return res; } int main() { int T; cin>>T; while(T--) { memset(mp,inf,sizeof(mp)); memset(connect,false,sizeof(connect)); cin>>n>>m; for(int i=1;i<=m;i++) { int x,y,d; scanf("%d%d%d",&x,&y,&d); mp[x][y]=d; mp[y][x]=d; connect[x][y]=true;/// connect[y][x]=true;/// } int ans=prim(); int over=0;///下面程式碼,如果某條有關係的邊未被最小生成樹使用,而且效果相同,就表示有次小生成樹的存在 for(int i=1;!over&&i<=n;i++) { for(int j=1;j<=n;j++) { if(connect[i][j]==false||mp[i][j]==inf) continue; if(mp[i][j]==maxx[i][j]) { over=1; break; } } } if(over) printf("Not Unique!\n"); else printf("%d\n",ans); } return 0; }
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